Іонізація молекул
Якщо чайну ложку цукрового піску покласти в стакан з водою, то цукор розчиниться. Вода буде мати такий же вигляд, як і раніше, але придбає солодкий смак і трохи більш в’язку консистенцію. При розчиненні кристалики цукру дробляться до розмірів молекул, які, природно, настільки малі, що їх не можна побачити в найсильніший мікроскоп. Кухонна сіль також дуже легко розчиняється, але при цьому вона ділиться на частинки ще більш дрібні, ніж молекули. Молекула кухонної солі складається з двох атомів – натрію і хлору; її хімічна формула NaCl. Частинки, які утворюються при розчиненні солі, – це не атоми натрію і хлору: справді, натрій – це елемент, який бурхливо і з виділенням великої кількості тепла реагує з водою, а хлор – зеленуватий отруйний газ.
Ясно, що ні натрій, ні хлор не утворюються в вільному вигляді при розчиненні кухонної солі у воді. Частинки, які утворюються при розчиненні солі, – це іони натрію і хлору. Чим відрізняється іон від атома? У іонної структурі число протонів не дорівнює числу електронів, і тому іон завжди несе позитивний або негативний електричний заряд. При розчиненні солі атом хлору відриває один електрон із зовнішньої орбіти атома натрію. В результаті атом хлору набуває один додатковий електрон і стає негативно зарядженим; його позначають символом С1 і називають іоном хлору. Атом натрію в цьому процесі втратив один електрон; оскільки кількість протонів при цьому не змінилося, то в результаті атом натрію виявився позитивно зарядженим, т. е. перетворився в іон натрію Na +. Якщо з розчину солі випарити воду, то протилежно заряджені іони в силу взаємного тяжіння з’єднаються знову в молекули солі. Описаний процес поділу молекул на іони називається іонізацією.
Радіоактивне випромінювання – як хвильової, так і корпускулярної природи – зазвичай називають іонізуючим, так як воно перетворює атоми речовини, що опромінюється в іони. На цій властивості випромінювання заснований спосіб його вимірювання за допомогою лічильника Гейгера. Випромінювання викликає іонізацію газу в камері лічильника, і величина цієї іонізації вимірюється за допомогою спеціального пристрою. Швидко рухомі заряджені частинки, проходячи поблизу атома, вибивають з його орбіти електрони; в результаті виникає позитивно заряджений іон. Вирваний електрон зазвичай потрапляє на електронну орбіту іншого атома, перетворюючи його в негативний іон.
Нейтрони, які не несуть заряду, що не вибивають електронів з орбіт, однак вони також викликають іонізацію. Коли нейтрон стикається з ядром будь-якого атома, останній переходить в збуджений (нестабільний) стан. Але дуже скоро атом повертається в основний стан, випускаючи якусь заряджену частинку, в результаті чого він стає іоном. Електромагнітне випромінювання також викликає іонізацію: поглинаючи енергію випромінювання, атом, як і при зіткненні з нейтроном, приходить в збуджений стан, з якого він повертається в основну з випусканням одного електрона.
Зазвичай вважають, що викликані випромінюванням пошкодження живих тканин обумовлені іонізацією. Іони мають високою реакційною здатністю; вони взаємодіють з найважливішими ферментами і структурами клітин, внаслідок чого порушуються процеси клітинного ділення і зростання. Саме тому найбільша чутливість до випромінювання характерна для активно зростаючих і клітин, які діляться, причому виникають зміни настільки значні, що опромінені клітини часто гинуть.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)